JPH08296069A - イオンビーム処理装置 - Google Patents

イオンビーム処理装置

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JPH08296069A
JPH08296069A JP7105884A JP10588495A JPH08296069A JP H08296069 A JPH08296069 A JP H08296069A JP 7105884 A JP7105884 A JP 7105884A JP 10588495 A JP10588495 A JP 10588495A JP H08296069 A JPH08296069 A JP H08296069A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 大電流化,大口径化のイオンビームを実現す
ること。 【構成】 中和プラズマが生成されると、直流電源18
により帯状電極8が処理室23に対し負電位に設定され
ているので、中和プラズマ中のイオン23を帯状電極8
に捕集することができる。そして、捕集したイオン電荷
と同量の電子24がイオンビーム25に向かって均一に
供給することができる。従って、帯状電極にイオンを捕
集させることにより、イオンの捕集面積を広くでき、そ
のため、低密度の中和プラズマを生成するのみで、該プ
ラズマから十分な量のイオンを確実に捕集できると共に
十分な量の電子をイオンビーム25側に供給できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、イオンビームエッチン
グ等に利用されるイオンビーム処理装置に係り、特に、
イオンビームの中和性能を向上させ、大電流化,大口径
化を図るのに好適なイオンビーム処理装置の改良に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】この種のイオンビーム処理装置の従来技
術としては、例えば、特開昭63−157887号公報
に示されるように、エッチング装置として開示された技
術のものがある。この従来技術は、イオンビームの近く
に配置された中和器内で、マイクロ波放電によってプラ
ズマを生成し、このプラズマから電子が微小孔を通して
イオンビームに供給されることによりイオンビームを中
和させるようにしている。そのため、熱電子を放出する
フィラメントを内蔵したホローカソードを用いてイオン
ビームを中和するものに比較し、特に反応性ガス使用時
において長時間の動作が可能となり、反応性イオンビー
ムを中和するのに適している。また、フィラメントを用
いていないので、タングステン等の重金属が被処理物を
汚染することがなく、クリーンなイオンビーム処理も可
能となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、イオンビー
ム処理装置においては処理すべき被処理物を大型化し、
かつ処理時間の短縮化を図ることから、イオンビーム処
理装置を大電流化,大口径化することが要請されてい
る。しかしながら、上記に示す従来技術のものは以下に
述べる理由から、大電流化,大口径化するのに限界があ
る。
【0004】即ち、従来技術は、イオンビームを大電流
化すると、それを中和するため、中和器から供給する電
子電流も増やす必要がある。これは中和器内のプラズマ
から電子を供給する中和方式では、供給する電子電流と
同量のイオン電流を中和器内面で補集する必要がある
が、供給する電子電流量の増大は、中和器内面で補集す
るイオン電流の増大を意味する。また、中和器内でいっ
そう高密度なプラズマを生成するためには、投入マイク
ロ波電力の増大を要するので、電子温度が高くなって中
和器内のプラズマ電位が上昇する。これは中和器内面で
補修するイオンの衝突エネルギーの増大を意味する。こ
のように、中和器内面に衝突するイオン電流量及びイオ
ンエネルギーが増大すると、中和器内面からイオン衝撃
によってスパッタされた導電性粒子がマイクロ波導入窓
に付着する結果、マイクロ波の供給が良好にできなくな
るばかりでなく、プラズマの生成にも悪影響を与え、処
理時間も長くなると云う問題がある。
【0005】また、多量の電子を処理室に引出すため、
処理室に対し中和器を大きな負電位に落とす必要があ
り、そのため、中和器から引出された後の電子のエネル
ギーが大きくなるので、ビームプラズマ電位が乱されて
イオンビームが発散すると云う問題がある。
【0006】さらに、イオンビームへ電子を供給する場
所(引出し口)が局所的であるため、イオンビームの大
口径化につれ、中和の均一性が悪くなると云う問題もあ
る。そのため、従来技術の中和方式では、イオンビーム
大電流値で300mA以上、イオンビーム径でφ200
mm以上の大電流,大口径のイオンビームを均一に得る
ことと、長時間安定して中和することと、発散の少ない
イオンビームを得ることとの夫々が困難であった。
【0007】本発明の目的は、前記従来技術の問題点に
鑑み、大電流,大口径のイオンビームを均一に中和し、
発散の少ないイオンビーム処理を実現し得るイオンビー
ム処理装置を提供することにあり、また他の目的は、イ
オン引出し電極の損耗を低減し、かつマイクロ波の漏れ
をも防止し得るイオンビーム処理装置を提供することに
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明では、プラズマを
生成し、該プラズマからイオンを引出すイオン引出し電
極を有するイオン源と、該イオン源に接続され、引出さ
れたイオンビームによって被処理物を処理する処理室
と、処理室内のイオンビームを電気的に中和する中和手
段とを有している。そして、該中和手段は、イオン源と
処理室との間に軸方向に沿って介設され、イオン引出し
電極によって引き出されたイオンビームを取り囲む空間
室を形成する帯状電極と、該帯状電極の空間室にマイク
ロ波プラズマを発生させる発生手段と、処理室に対し帯
状電極を負電位にする手段とを有していることを特徴と
するものである。
【0009】
【作用】本発明では、上述の如く、プラズマを生成し、
該プラズマからイオンを引出すイオン引出し電極を有す
るイオン源と、該イオン源に接続され、引出されたイオ
ンビームによって被処理物を処理する処理室と、処理室
内のイオンビームを電気的に中和する中和手段とを有し
ているので、処理室に対し、イオン源が直流電源の+極
に接続されることにより正電位に設定され、しかもイオ
ン引出し電極が負電位に設定されると、イオン引出し電
極により、プラズマ生成室で生成されたプラズマからイ
オンがイオンビームとして中和手段及び処理室側へ引き
出される。そして、イオンビームが引出されると、これ
を中和手段により電気的に中和し、中和されたイオンビ
ームが被処理物に照射されることにより、所望の処理を
行う。
【0010】前記中和手段により中和プラズマが生成さ
れると、帯状電極が処理室に対し負電位に設定されてい
るので、中和プラズマ中のイオンを帯状電極に捕集する
ことができる。そして、捕集したイオン電荷と同量の電
子がイオンビームに向かって均一に供給することができ
る。このように、電子をイオンビームに供給するので、
イオンビームの空間電荷による発散を防止しつつ、イオ
ンビームを電気的に確実に中和することができる。
【0011】その際、帯状電極にイオンを捕集させてい
るので、イオンの捕集面積を容易に広くすることがで
き、そのため、低密度の中和プラズマを生成するのみ
で、該プラズマから十分な量のイオンを確実に捕集でき
ると共に、十分な量の電子をイオンビーム側に供給する
ことができる。この場合、低密度の中和プラズマを生成
するには、導入するマイクロ波電力が少なくて済むの
で、前記中和プラズマが電子温度の低い静かなプラズマ
となり、そのため、ここから供給される電子のエネルギ
ーが小さく、かつビームが発散するのを極力抑制するこ
とができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1乃至図4により
説明する。図1は本発明によるイオンビーム処理装置の
第1の実施例を示す全体構成の縦断面図、図2は図1の
I−I線断面図、図3は図1の要部の断面図である。
【0013】図1に示す実施例のイオンビーム処理装置
は、マイクロ波放電によってプラズマを生成するイオン
源(符示せず)を有している。該イオン源は、プラズマ
生成室1が生成室壁2によって画成され、該生成室壁2
に導波管4及びガス導入管21が夫々接続されている。
プラズマ生成室1は、図1において横方向である内径が
φ400mm、高さ方向である奥行きが200mmの大
きさをなしており、例えばステンレスのような非磁性材
の生成室壁2によりその下端が開口されている。導波管
4は、プラズマ生成室1の上部中央に接続され、周波数
2.45GHzのマイクロ波をプラズマ生成室1に供給
する。導波管4には気密を保つためマイクロ波導入窓2
0が取付けられている。ガス導入管21はプラズマ生成
に必要な特定のガス、例えば六フッ化硫黄などを室1に
供給するものである。
【0014】また、前記生成室壁2の外周部には永久磁
石列5が配設されている。該永久磁石列5は、生成室壁
2の上面において、導波管4寄りの位置にこれをを取り
囲むように配置された第1の永久磁石部と、該第1の永
久磁石部を取り囲むように配置された第2の永久磁石部
とを有し、生成質壁2の側部周面において、これを取り
囲むように上部側に配置された第3の永久磁石部と、そ
の下方に配置された第4の永久磁石部とを有し、これら
第1〜第4の永久磁石部により、プラズマ生成室1内に
電子サイクロトロン共鳴磁場をもつ静磁場(破線にて示
す)を発生し得るようにしている。
【0015】さらに、前記生成室壁2の開口部には互い
に所定の間隔をもつと共に所定の大きさで形成された複
数の孔を有するスクリーン電極3が取付けられ、しかも
スクリーン電極3の下方位置に該電極3と同様の孔を有
するイオン引出し電極6が取付けられ、該引出し電極6
が、プラズマ生成室1で生成されたプラズマからイオン
のみを下方に引き出すようにしている。なお、イオン引
出し電極6及びスクリーン電極3の複数の孔が分布して
いる領域はφ300mmの大きさをなしている。
【0016】そして、プラズマ生成室1の下方には、後
述する中和手段を介し処理室23が接続されている。該
処理室23は、イオンビームによって被処理物17を処
理するための空間であり、ステンレスのような非磁性材
からなる処理室壁15によって画成される。被処理物1
7は支持台16上に支持されている。
【0017】一方、前記中和手段は、生成室壁2と処理
室壁15との間に接続された帯状電極8と、帯状電極8
の外周部に対し軸方向と直交する方向に取付けられた導
波管12とを有している。
【0018】帯状電極8は、例えば内径が400mm,
奥行き(高さ)が100mm程度からなる非磁性ステン
レス製の筒体であり、軸方向の一端に形成されたフラン
ジ部8aが、生成室壁2の下端のフランジ部2aに絶縁
スペーサ7を介して接続されると共に、軸方向の他端に
形成されたフランジ部8bが、絶縁スペーサ14を介し
て処理室壁15に接続されている。この帯状電極8は、
プラズマ生成室1内のプラズマからイオン引出し電極6
によって引出されたイオンビームを取り囲むものであ
り、その外周部には軸方向(上下方向)に沿って二組の
永久磁石列9が配設され、極性が互いに異なって配置さ
れている。該永久磁石列9は、帯状電極8としての真空
容器内に電子サイクロトロン共鳴磁場を有するマルチリ
ングカプス磁場10を形成するためのものである。この
永久磁石列9は、例えばサマリウムコバルト(残留磁束
密度約11000G)製で、厚み幅が6mm,磁化方向
長さが20mmであり、本例では各々が一体として示さ
れているが、製作の都合上、周方向に分割されていても
よいのは勿論である。
【0019】また帯状電極8の外周部には軸方向と直交
する方向に導波管12が取付けられている。該導波管1
2は、帯状電極8の外周部において二組の永久磁石列9
の間に配置され、帯状電極8内において前記マルチリン
グカプス磁場10の隣合う磁極間から周波数2.45G
Hzのマイクロ波を導入するようにしている。永久磁石
列9はマルチカプス磁場10を形成すると共に、図3に
示すように、マイクロ波の周波数に対応する電子サイク
ロトロン共鳴磁場11を発生させるようにしている。こ
の導波管12には、前記導波管4と同様、マイクロ波を
導入すると共に気密を保持するため、石英やアルミナな
どからなるマイクロ波導入窓13が設けられている。な
お、導波管12の大きさは、図1において横幅が27m
mで、奥行きが96mmのものであり、導波管4と同様
の寸法である。
【0020】さらに、帯状電極8には直流電源18の−
極が接続されると共に、その+極が処理室壁15に接続
され、従って、処理室23に対し帯状電極8が負電位と
なっている。
【0021】即ち、前記中和手段は、イオン引出し電極
6を有するプラズマ生成室1と処理室23との間に軸方
向に沿って介設され、イオン引出し電極6によって引き
出されたイオンビームを取り囲む空間室を形成する帯状
電極8と、該帯状電極の空間室にマイクロ波プラズマを
発生させる導入管12及び永久磁石列9からなる発生手
段と、処理室23に対し帯状電極8を負電位にする直流
電源18とを有して構成されている。
【0022】なお、直流電源19の−極が処理室壁15
に接続されると共に、その+極が生成室壁2に接続され
ている。前記スペーサ7は厚さ10mm程度のアルミナ
製のもの、前記スペーサ14は圧縮後の厚さが1mm程
度となるフッ素ゴム製のものである。
【0023】実施例のイオンビーム処理装置は、上記の
如き構成よりなるので、次にその作用について述べる。
まず、処理室23に対しては図示していない真空ポンプ
を用い、矢印の如く排気することにより、1×10-6
orr以下にする。次いで、プラズマ生成室1内にガス
導入管21から、六フッ化硫黄等の特定ガスを供給し、
プラズマ生成室1の圧力を5×10-5〜5×10-4To
rrとしたところで、導波管4により2.45GHzの
マイクロ波を導入する。
【0024】これにより、プラズマ生成室1では供給さ
れたガスがマイクロ波によりプラズマ化されるが、プラ
ズマ中の電子のサイクロトロン共鳴周波数とマイクロ波
の周波数が一致する磁場強度、本例では約875Gの場
所において、マイクロ波が効率的にプラズマ中の電子に
吸収されることとなり、そのために生じた高エネルギー
電子がガスを電離することにより、高密度のプラズマを
生成することができる。
【0025】この場合、処理室23に対し、イオン源の
生成室壁2が直流電源19の+極に接続されることによ
り正電位に設定され、しかもイオン引出し電極6が負電
位に設定されると、イオン引出し電極6により、プラズ
マ生成室1内の高密度プラズマからイオンのみがイオン
ビームとして中和手段及び処理室23側へ引き出され
る。そして、イオンビームが引出されると、これを、帯
状電極8,導入管12,永久磁石列9,直流電源18を
有する中和手段により電気的に中和し、中和されたイオ
ンビームが被処理物17に照射されることにより、所望
の処理を行う。
【0026】なお、イオン源に印加される電圧は200
〜5000V程度、イオン引出し電極6に印加される電
圧は−50〜−1000V程度である。
【0027】次に、前記中和手段による中和作用につい
て説明する。イオンビームがイオン引出し電極6により
引出されたとき、導波管12により周波数2.45GH
zのマイクロ波が導入されているので、また永久磁石列
9によってマルチリングカプス磁場10が形成され、か
つ電子サイクロトロン共鳴磁場11が形成されているの
で、帯状電極8の内側である該共鳴磁場11の位置にお
いて、マイクロ波が電子に共鳴して吸収されてしまうこ
とにより、高エネルギー電子が帯状電極8の周囲に発生
する。
【0028】そして、この高エネルギー電子は、帯状電
極8の空間室内でガスを電離するが、その場合図2に示
すように、磁場勾配ドリフト作用によりマルチリングカ
スプ磁場10の隣合う磁極間を磁力線に沿い周方向に矢
印の如く旋回しながら、ガスを電離するので、帯状電極
8の周囲に沿った均一な中和プラズマを生成することが
できる。
【0029】しかも、中和プラズマは、図3(a)にて
陰影を施して示す部分のように濃いものとなり、プラズ
マの閉じ込めが良好となるので、帯状電極8及びイオン
ビームと接して生成される。従って、帯状電極8の空間
室において、導入管12によって導入されるマイクロ波
の正面に中和プラズマが生成されるので、導入したマイ
クロ波は、その伝搬方向が図3(a)に示す如く回折す
るので、電子サイクロトロン共鳴磁場位置に到達しやす
く、効率よくマイクロ波を吸収することができる。
【0030】このように、中和プラズマが生成される
と、直流電源18により帯状電極8が処理室23に対し
負電位に設定されているので、中和プラズマ中のイオン
23を帯状電極8に捕集することができる。そして、捕
集したイオン電荷と同量の電子24がイオンビーム25
に向かって均一に供給することができる。
【0031】その結果、引出されたイオン23を帯状電
極8に捕集し、該捕集したイオン電荷と同量の電子24
をイオンビーム25に供給するので、イオンビームの空
間電荷による発散を防止しつつ、イオンビームを電気的
に確実に中和することができる。
【0032】従って、プラズマ生成室1と処理室23の
間に帯状電極8を設け、該帯状電極にイオンを捕集させ
ることにより、イオンの捕集面積を広くすることがで
き、そのため、低密度の中和プラズマを生成するのみ
で、該プラズマから十分な量のイオンを確実に捕集でき
ると共に、十分な量の電子をイオンビーム25側に供給
することができる。この場合、低密度の中和プラズマを
生成するには、導入するマイクロ波電力が少なくて済む
ので、前記中和プラズマが電子温度の低い静かなプラズ
マとなり、そのため、ここから供給される電子のエネル
ギーが小さく、かつビームが発散するのを極力抑制する
ことができる。また、前記低密度プラズマとしては、通
常、カットオフ密度以下のプラズマを生成すればよいの
で、導入管12のマイクロ波導入窓13をプラズマから
離すことができ、そのため、処理室17から飛来してく
る粒子が付着するのを防止することができる。しかも、
図示実施例では導入管12は帯状電極8の外周部に対し
軸方向と直交する位置に取付けられているので、マイク
ロ波導入窓13の表面に、処理室23から飛来してくる
導電性粒子が付着することがなく、被処理物17が導電
性のものであっても、エッチング等の処理を長時間行う
ことができる。従って、従来技術のように導電性粒子が
マイクロ波導入窓13に付着することに伴う問題を解消
し得る。
【0033】さらに、上述の如く、永久磁石列9により
帯状電極8内にマルチリングカスプ磁場10を形成し、
電離を担う高エネルギー電子が、隣合う磁極間を磁力線
に沿って往復しつつ、磁場勾配ドリフト作用により帯状
電極8の周方向に沿って旋回し、ガスを電離してプラズ
マを生成するので、帯状電極8上の局所的な部分からマ
イクロ波を導入しても、リング状で均一なプラズマを確
実に生成することができ、さらに、電子軌道がクローズ
して端損失がないので、プラズマの生成効率を高めるこ
とができる。しかも、導入管12によるマイクロ波は、
帯状電極8内に対しマルチリングカスプ磁場10の磁極
間から導入されるので、伝搬方向が回折することによ
り、電子サイクロトロン共鳴磁場位置に到達しやすくな
り、マイクロ波の吸収効率がいっそう良好となる。
【0034】またさらに、実施例では、以下の作用効果
もある。即ち、帯状電極8,永久磁石列9,導波管12
がイオンビームの引出し方向において、イオン引出し電
極6によって引出されたビーム引出し直後の位置に配置
されているので、それより下流側、例えば被処理物17
の近傍に配置する場合に比較し、1)ビームの発散を抑
制しやすい、2)被処理物17が中和プラズマに曝され
ない、3)被処理物付近の排気がしやすく、排気コンダ
クタンスを大きくとれる、という効果がある。なお、図
3(a)には中和プラズマの濃い部分にピークをもった
空間電位が形成されることを示し、この空間電位は処理
室23の電位を基準にしたものである。この空間電位
は、イオンビーム25が通過する領域で、帯状電極8の
半径方向に向かって下降しており、イオンビームに対し
収束性の静電レンズ効果が働いていることが理解できよ
う。この空間電位分布の計上は投入マイクロ波電力や、
印加電圧の大きさを変えることで制御することができ、
従って、ビームの収束,発散効率を容易に制御すること
ができる。
【0035】図4は本発明によるイオンビーム処理装置
の他の実施例を示している。前記第1の実施例では、イ
オン引出し電極6を処理室23に対しマイナス数百Vの
負電位に設定することにより、中和プラズマ中の電子が
イオン源に逆流するするのを防止するようにしている
が、そのような大きな負電位に設定した場合、中和プラ
ズマ中のイオンが、スパッタしきい値を超えたエネルギ
ーでイオン引出し電極6に衝突し、該電極6が損耗する
おそれがある。また、中和プラズマを生成する際、導入
管12がイオン源に近い位置でマイクロ波を導入するた
め、該マイクロ波が、イオン源と帯状電極8との間を電
気的に絶縁している絶縁スペーサ7を通って外部に漏れ
るおそれがある。但しこの場合、絶縁スペーサ14を通
ってもマイクロ波は漏れるが、絶縁スペーサ14の厚さ
は絶縁スペーサ7の厚さに比較して十分薄いため、漏れ
の程度は遙かに少ない。本実施例では、上記二つの問題
点を解消し得たものである。
【0036】即ち、本実施例において前記第1の実施例
と異なるのは、帯状電極8が処理室壁15の内側に配置
された点にある。具体的に述べると、この場合の処理室
壁15は、その上端部のフランジ部15aが絶縁スペー
サ7を介し、生成室壁2のフランジ部2aに接続されて
いる。そして、処理室壁15のフランジ部15a寄りの
内周部に帯状電極8が設けられることにより、該帯状電
極8がイオン源と処理室23間に介設される。帯状電極
8には直流電源18の−極が接続され、処理室23に対
し負電位に設定されている。処理室壁15のフランジ部
15a寄りの外周部には導波管12が取付けられ、帯状
電極8内にマイクロ波を導入するようにしている。処理
室壁15の外周部の導波管12を挟む位置には互いに磁
極が異なるように永久磁石列9が軸方向に沿って配設さ
れている。
【0037】また、本実施例では、イオン引出し電極6
に隣接し、かつ帯状電極8内に配置された保護電極22
が設けられている。該保護電極22は、イオン引出し電
極6と同様に複数の孔を有し、処理室壁15のフランジ
部15aの内部に支持材23を介し取付けられ、処理室
壁15に対し周方向で電気的に密に接触している。ここ
で、電気的に密に接触することの意味は、導入管12か
ら導入されるマイクロ波波長に比較し、十分短い距離で
あってかつ電気的に接触している状態のことである。
【0038】この実施例によれば、保護電極22がイオ
ン引出し電極6に隣接し、かつ帯状電極8内に配置され
ているので、中和プラズマのイオンがイオン引出し電極
6へ衝突するしようとするが、その前に、保護電極22
に衝突するので、イオン引出し電極6が損耗するのを確
実に抑制することができる。また、保護電極22は処理
室15と同電位であるから、ここにイオンが衝突して
も、ほとんどスパッタされることがない。そして、この
保護電極22は、処理室23に周方向で電気的に密に接
触しているので、イオン源と処理室23との間からマイ
クロ波が外部に漏れるのを防止することができる。
【0039】なお本例の場合、保護電極22が処理室2
3に対し周方向で電気的に密に接触するようにしたが、
前記第1の実施例に示した帯状電極8に対し、電気的に
密に接触させても、イオン引出し電極6の損耗を抑制す
ることができ、イオン源と帯状電極8との間からマイク
ロ波が外部に漏れるのを同様に防止することができる。
【0040】なお図1〜図4に示す何れの実施例とも、
帯状電極8に一個の導波管12を取付けた例を示した
が、複数の導波管を取付けることにより、大口径,大電
流のイオンビームを中和することもでき、よりいっそう
の大口径化,大電流化を実現することができる。また、
帯状電極8内で発生する手段として、永久磁石列9,導
波管12を用いた例を示したが、アンテナ等を帯状電極
8に沿わすことにより、プラズマを生成することも可能
であるので、アンテナ等の手段で代用することができ
る。さらに、帯状電極8の内側にマルチリングカスプ磁
場を形成するため、永久磁石列9を帯状電極8の外周に
配置した例を示したが、内周に配置しても、前述の実施
例と同様の作用効果があり、特に、内周に配置すると、
マルチリングカスプ磁場を比較的強磁場に形成できるの
で、プラズマの閉じ込めが良く、それだけ中和プラズマ
の生成が容易になる利点もある。
【0041】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の請求項1〜
6によれば、帯状電極にイオンを捕集させることによ
り、イオンの捕集面積を広くすることができるように構
成したので、低密度の中和プラズマを生成するのみで、
該プラズマから十分な量のイオンを確実に捕集できると
共に、十分な量の電子をイオンビーム側に供給すること
ができ、しかも導入するマイクロ波電力が少なくて済
み、それだけ電子のエネルギーが小さいので、ビームが
発散するのを極力抑制することができ、さらには中和プ
ラズマをイオンビームを取り囲んでリング状に生成し、
そこから電子を周方向に均一に供給することができる結
果、大電流化,大口径化に容易にかつ確実に対処するこ
とができる効果がある。
【0042】特に、請求項3及び6によれば、イオン引
出し電極寄りの位置に保護電極を設け、中和プラズマ中
のイオンがビーム引出し電極に衝突する前に保護電極で
捕集するように構成したので、イオン引出し電極が損耗
するのを確実に抑制できる効果がある。さらに、周方向
に電気的に密に支持しているので、処理室とイオン源と
の間からマイクロ波が漏れるのを防止することができる
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるイオンビーム処理装置の第1の実
施例を示す全体構成の縦断面図。
【図2】図1のI−I線断面図。
【図3】図1の要部の説明用拡大断面図(a),空間電
位分布を示す説明図(b)。
【図4】本発明によるイオンビーム処理装置の他の実施
例を示す縦断面図。
【符号の説明】
1…プラズマ生成室、2…生成室壁、4…導波管、5…
永久磁石列、6…イオン引出し電極、8…帯状電極、9
…永久磁石列、10…マルチリングカスプ磁場、12…
導入管、15…処理室壁、18,19…直流電源、17
…被処理物、22…保護電極、24…処理室。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01J 37/30 9508−2G H01J 37/30 Z H01L 21/3065 9216−2G H05H 1/46 C H05H 1/46 H01L 21/302 D (72)発明者 大石 鉦太郎 茨城県日立市国分町一丁目1番1号 株式 会社日立製作所国分工場内 (72)発明者 大貫 久生 茨城県日立市国分町一丁目1番1号 株式 会社日立製作所国分工場内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラズマを生成し、該プラズマからイオ
    ンを引出すイオン引出し電極を有するイオン源と、該イ
    オン源に接続され、引出されたイオンビームによって被
    処理物を処理する処理室と、処理室内のイオンビームを
    電気的に中和する中和手段とを有し、該中和手段は、イ
    オン源と処理室との間に軸方向に沿って介設され、イオ
    ン引出し電極によって引き出されたイオンビームを取り
    囲む空間室を形成する帯状電極と、該帯状電極の空間室
    にマイクロ波プラズマを発生させる発生手段と、処理室
    に対し帯状電極を負電位にする手段とを有していること
    を特徴とするイオンビーム処理装置。
  2. 【請求項2】 プラズマを生成し、該プラズマからイオ
    ンを引出すイオン引出し電極を有するイオン源と、該イ
    オン源に接続され、引出されたイオンビームによって被
    処理物を処理する処理室と、処理室内のイオンビームを
    電気的に中和する中和手段とを有し、該中和手段は、イ
    オン源と処理室との間に軸方向に沿って介設され、イオ
    ン引出し電極によって引き出されたイオンビームを取り
    囲む空間室を形成する帯状電極と、該帯状電極の空間室
    にマイクロ波プラズマを発生させる発生手段と、処理室
    に対し帯状電極を負電位にする手段とを有し、前記発生
    手段は、帯状電極の空間室にマイクロ波を導入するマイ
    クロ波導入部と、マルチリングカスプ磁場を形成し、か
    つマイクロ波導入部からのマイクロ波の周波数に対応す
    る電子サイクロトロン共鳴磁場を発生させる静磁場発生
    部とを有することを特徴とするイオンビーム処理装置。
  3. 【請求項3】 帯状電極内の空間室にイオン引出し電極
    に隣接し、かつ帯状電極に対し、周方向に電気的に密に
    接触すると共に、同電位に設定された保護電極を有する
    ことを特徴とする請求項1または2のイオンビーム処理
    装置。
  4. 【請求項4】 プラズマを生成し、該プラズマからイオ
    ンを引出すイオン引出し電極を有するイオン源と、該イ
    オン源に接続され、引出されたイオンビームによって被
    処理物を処理する処理室と、処理室内のイオンビームを
    電気的に中和する中和手段とを有し、該中和手段は、処
    理室内のイオン引出し電極寄りの位置に取付けられ、イ
    オン引出し電極によって引き出されたイオンビームを取
    り囲む空間室を形成する帯状電極と、該帯状電極の空間
    室にマイクロ波プラズマを発生させる発生手段と、処理
    室に対し帯状電極を負電位にする手段とを有しているこ
    とを特徴とするイオンビーム処理装置。
  5. 【請求項5】 プラズマを生成し、該プラズマからイオ
    ンを引出すイオン引出し電極を有するイオン源と、該イ
    オン源に接続され、引出されたイオンビームによって被
    処理物を処理する処理室と、処理室内のイオンビームを
    電気的に中和する中和手段とを有し、該中和手段は、処
    理室内のイオン引出し電極寄りの位置に取付けられ、イ
    オン引出し電極によって引き出されたイオンビームを取
    り囲む空間室を形成する帯状電極と、該帯状電極の空間
    室にマイクロ波プラズマを発生させる発生手段と、処理
    室に対し帯状電極を負電位にする手段とを有し、前記発
    生手段は、帯状電極の空間室にマイクロ波を導入するマ
    イクロ波導入部と、マルチリングカスプ磁場を形成し、
    かつマイクロ波導入部からのマイクロ波の周波数に対応
    する電子サイクロトロン共鳴磁場を発生させる静磁場発
    生部とを有していることを特徴とするイオンビーム処理
    装置
  6. 【請求項6】 帯状電極内の空間室にイオン引出し電極
    に隣接し、かつ処理室に対し、周方向に電気的に密に接
    触すると共に、同電位に設定された保護電極を有するこ
    とを特徴とする請求項4または5に記載のイオンビーム
    処理装置。
  7. 【請求項7】 前記静磁場発生部は、帯状電極の外周部
    または内周部に配設された永久磁石であることを特徴と
    する請求項1,2,4,5の何れか一項に記載のイオン
    ビーム処理装置。
  8. 【請求項8】 前記マイクロ波導入部は、静磁場発生部
    のマルチリングカスプ磁場の隣合う磁極間からマイクロ
    波を導入することを特徴とする請求項1,2,4,5の
    何れか一項に記載のイオンビーム処理装置。
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